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6.已知水在25℃和95℃时,其电离平衡曲线如图所示:
(1)则25℃时水的电离平衡曲线应为A(填“A”或“B”),请说明理由
水的电离是吸热过程,温度低时,水的电离程度小,c(H+)、c(OH-).
(2)25℃时,将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为10:1.
(3)95℃时,若100体积pH1=a 的某强酸溶液与1体积pH2=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合前,该强酸的pH1与强碱的pH2之间应满足的关系是pHa+pHb=14.
(4)95℃下,将pH=11的NaOH溶液V1L与pH=1的稀硫酸V2L混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和),所得混合溶液的pH=2,则V1:V2=9:11.
(5)曲线B对应温度下,pH=2的某HA溶液和pH=10的NaOH溶液等体积混合后,混合溶液的pH=5.请分析其原因:曲线B对应95℃,此时水的离子积为10-12,HA为弱酸,HA中和NaOH后,混合溶液中还剩余较多的HA分子,可继续电离出H+,使溶液pH=5.

分析 (1)横轴是氢离子浓度,纵轴是氢氧根离子浓度,水的离子积常数Kw=c(H+)×c(OH-)计算出A曲线的Kw,然后结合水的电离过程吸热判断25℃时水的电离平衡曲线;
(2)根据溶液的pH计算出溶液中氢离子、氢氧根离子浓度,再列式计算出氢氧化钠溶液和硫酸溶液的体积;
(3)酸、碱都是强电解质,溶液呈中性说明氢离子和氢氧根离子的物质的量相等,结合水的离子积常数确定强酸的pHa与强碱的pHb之间应满足的关系;
(4)该温度下水的离子积为1×10-12,据此计算出pH=11、pH=2、pH=2的溶液中氢氧根离子、氢离子浓度,然后列式计算即可;
(5)根据曲线B对应温度下pH=5,说明溶液显示酸性,反应后氢离子过量分析.

解答 解:(1)曲线A条件下Kw=c(H+)×c(OH-)=10-7×10-7=10-14,曲线B条件下c(H+)=c(OH-)=10-6 mol/L,Kw=c(H+)•c(OH-)=10-12;水的电离时吸热过程,加热促进电离,所以A曲线代表25℃时水的电离平衡曲线,
故答案为:A;水的电离是吸热过程,温度低时,水的电离程度小,c(H+)、c(OH-)小;
(2)25℃时所得混合溶液的pH=7,溶液呈中性即酸碱恰好中和,即n(OH-)=n(H+),则V(NaOH)•10-5 mol•L-1=V(H2SO4)•10-4 mol•L-1,得V(NaOH):V(H2SO4)=10:1,
故答案为:10:1;
(3)95°C时,水的离子积为10-12,混合溶液呈中性,说明酸中氢离子的物质的量等于碱中氢氧根离子的物质的量,所以10-amol/L×100=10b-12 mol/L×1,所以a+b=14,
故答案为:pHa+pHb=14;
(4)该温度下水的离子积为Kw=1×10-12,将pH=11的苛性钠中氢氧根离子浓度为:c(OH-)=$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-11}}$mol/L=0.1mol/L,pH=1的稀硫酸中氢离子浓度为0.1mol/L,
pH=2的溶液中氢离子浓度为0.01mol/L,则混合液中满足:0.1mol/L×V2-0.1mol/L×V1=0.01mol/L×(V1+V2),
整理可得:V1:V2=9:11,
故答案为:9:11;
(5)在曲线B对应温度下,因pH(酸)+pH(碱)=12,可得酸碱两溶液中c(H+)=c(OH-),如是强酸碱,两溶液等体积混合后溶液呈中性;现混合溶液的pH=5,即等体积混合后溶液显酸性,说明H+与OH-完全反应后又有新的H+产生,酸过量,所以酸HA是弱酸,
故答案为:曲线B对应95℃,此时水的离子积为10-12,HA为弱酸,HA中和NaOH后,混合溶液中还剩余较多的HA分子,可继续电离出H+,使溶液pH=5.

点评 本题考查了水的电离、水的离子积及溶液pH的简单计算,题目难度中等,解题关键是在搞清楚温度对水电离平衡、水的离子积和溶液pH的影响.

练习册系列答案
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(1)需用质量分数为98%、密度为1.84g•cm-3的浓硫酸27.2mL.
(2)仪器⑥为500mL容量瓶
(3)上述仪器中挑选合适的,按实验使用的先后顺序,其编号排列是⑤⑦④②⑥
(4)容量瓶在使用前需要检验是否漏水.
(5)下图是进行溶液转移操作时的几种方法,其中正确的是A(填序号)
(6)将浓溶液转移入容量瓶后,紧接着进行的一步操作是洗涤
(7)下列操作对硫酸的物质的量浓度有何影响(填“A.偏高”、“B.偏低”或“C.不变”).
①摇匀后发现液面低于刻度线再加水B;
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(1)写出E的基态原子的价层电子排布式3d104s2
(2)A、B形成的AB-常作为配位化合物中的配体,其A原子的杂化方式为sp,AB-中含有的σ键与π键的数目之比为1:2
(3)FD3是一种褐红色晶体,吸湿性极强,易溶于水和乙醇,无论是固态、还是气态,它都是以二聚体F2D6的形式存在,依据以上信息判断FD3,晶体的结构属于分子晶体,写出F2D6的结构式.

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18.甲、乙、丙三种物质之间有如右图所示的转化关系:
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